基于工作过程导向的电子技术课程整合与实现

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  [摘要]如何使职业教育课程的教学内容适用区域经济和行业、企业发展的需要,如何深化课程体系改革,全面提高职业教育的教学质量,培养出合格的高素质技能型人才,这是当前职业院校都在探讨的一个问题。本文作者以整合多门传统的电子技术课程为《电子产品的制作与检修》及课程的教学方法改革为例,就如何深化课程体系改革,开发基于工作过程导向的职业教育课程,全面提高教学质量作了深入的探讨。
  [关键词]电子技术 电子产品 课程建设 教学改革 实践 教学质量
  
  作为高职教育办学的纲领性文件,教高[2006]16号文件明确指出:要深刻认识高等职业教育全面提高教学质量的重要性和紧迫性。文件并为我们指明了课程建设与改革是提高教学质量的核心,也是教学改革的重点和难点。为了贯彻落实文件精神,全面提高我院的教学质量,我们在课程建设与改革上进行了大胆的尝试,并取得了很好的效果,现就电类专业的基础核心课程《电子产品的制作与检修》是如何进行课程建设和改革的谈谈我们的一家之见。
  
  一、课程分析
  
  1、课程的性质与作用
  《电子产品的制作与检修》是为适应职业能力的需要,基于工作过程导向,将传统的《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《电子产品的焊接与装配工艺》和《电子技术实习》等课程整合出来的综合性课程。该课程是“电气自动化技术”和“应用电子技术”等电类专业的一门技术核心基础课程,它为实现专业培养目标,提供基础理论和基本技能上的重要支撑。它为学生获取中、高级维修电工、电气助理工程师等职业资格提供技术与职业素养基础。同时,通过多种教学方法与教学手段的灵活运用,使学生能胜任电子产品的焊接、装配、检测、维修和简单设计等典型工作任务及获得可持续发展的能力,如图1所示。
  
  2、本课程与前导课程和后续课程的关系
  本课程的前导课程是《电路基础》,主要为本课程的学习提供电路的分析计算和简单设计基础及电工操作基本实践技能。
  
  后续课程有《电力电子技术与应用》、《电视原理与新技术》、《数字AV技术》、《常用电机控制线路制作与检修》、《机床电气系统运行维护与检修》、《单片机技术及应用》、等,本课程为其提供必需的电子电路基本理论和基本分析方法;典型电子电路应用基础以及测试电子元器件、焊接电子电路板、检测电子电路参数、维修电子电路产品、开发简单电子电路产品等基本实践技能,如图2所示。
  
  
  3、课程教学目标
  教高[2006]16号文件指出:“针对区域经济发展的要求,灵活调整和设置专业,是高等职业教育的一个重要特色”。课程建设是专业建设的具体表现,为使课程的教学内容适用区域经济和行业、企业发展的需要,我们对长、株、潭和珠三角地区的装备制造、新能源及环保设备、汽车等重点行业进行调研,内容包括“企业对人材职业能力的需求、岗位描述、职责与任务、任职资格、工作条件”等,并对毕业生进行了问卷调查。在调研的基础上,与企业专家合作共同选取了来自企业真实和典型的电子产品作为教学载体。根据对企业的调查结果分析,归纳出“电气自动化技术专业”和“应用电子技术专业”面向的职业岗位为:自动化控制设备和数字通信设备的生产、操作、维护、检修、试验员,设备的技术支持、销售代表及辅助设计人员。
  根据对职业岗位的主要工作内容的描述,归纳出典型工作任务为“电子产品的焊接、装配、检测、维修、简单设计”。
  根据专业人才培养方案及课程教学大纲的要求,结合完成典型工作任务所需职业能力、职业道德、学生可持续发展所需的学习能力、思考能力、分析能力、创新能力及中高级维修电工、电气助理工程师等职业标准,该课程的学习目标是:
  (1)能力目标:
  电子电路的焊接制作、器件选型、仪器使用、电路调测、设备安装、资料检索、电路分析、简单电路设计能力。
  (2)知识目标:
  ①熟练掌握半导体二极管、三极管基本特性和基本应用;
  ②掌握模拟电子电路(整流滤波电路、基本放大电路、功率放大电路、集成运放电路、信号产生电路)的组成、工作原理和基本分析方法;
  ③掌握数字电路的基本逻辑关系、基本逻辑代数、基本门电路和触发器的逻辑功能;
  ④能正确分析一般组合逻辑电路和时序逻辑电路的逻辑功能并能进行简单设计;
  ⑤了解波形的产生电路、半导体存储器、“数/模”和“模/数”转换等电路的基本分析方法;
  ⑥了解PCB板的制作工艺并能制作简单PCB板。
  (3)素质目标:
  具有团队协作、敬岗爱业精神,养成良好的安全意识、质量意识、产品成本意识及环保意识和社会责任感。
  
  二、教学对象分析
  
  本课程的学习对象是高职高专二年一期的学生,他们长于形象思维,短于逻辑思维。实践性智力突出,分析性智力不足。加上他们从前没有接触过电子电路方面的知识,而这些内容理论知识很抽象,因而他们对理论课学习缺乏兴趣,但对实践动手操作课程很感兴趣,他们愿意动手,并且在动手的过程遇到了问题愿意想办法去解决,因此我们在教学内容组织和教学方法选取上,充分考虑到了学生的兴趣及学生的实际理论基础,以项目驱动式教学,实行“教、学、做”一体化,让学生边学边做,边做边学,在学中做,在做中学,这样就充分调动了他们的学习积极性。
  
  三、课程模块设计
  
  1、课程设计,体现了教学过程的“三性”
  教高[2006]16号文件指出:“人才培养模式改革的重点是教学过程的实践性、开放性和职业性”。根据文件精神及本课程的教学目标和职业工作岗位工作实际需求,在进行课程设计时,充分体现了教学过程程的“实践性”、“开放性”和“职业性”。
  (1)通过理实一体化的项目制作、科技创新项目制作,充分体现了课程的“实践性”。
  课程采用项目驱动的理论与实践一体化教学模式,让学生在学中实践,在实践中学,融“教、学、做”为一体,强化学生能力的培养。我们每个学期还要举行一次电子制作比赛,这样充分体现了课程的“实践性”。
  (2)教学环节课内与课外相结合,学习场地校内与校外相结合,充分体现了课程的“开放性”。
  教学环节不局限在课堂内部,我们还会把每个制作课题的部分内容留给学生在课堂外去完成。同时经常开展一些电器维修服务活动,让学生学以致用。学习场地也不局限在校内,安排学生到企业顶岗实习。这些都充分体现课程的“开放性”。
  (3)教学内容按职业能力需求选取,充分体现了课程的“职业性”。
  课程目标中的职业能力需求来源于职业岗位,在课程设计中,将职业能力需求转化为教学内容,即教学内容按职业能力需求选取,直接为对应的岗位服务,这就充分体现了课程的“职业性”。
  
  2、项目设计,抓住了课程标准的“重点”
  本专业培养面向的职业岗位要接触的电子产品电路包括两大部分,第一部分是模拟电子电路,第二部分是数字电子电路。 在教学内容载体选取时,按照服务企业、以真实产品作为载体的选取原则,围绕课程标准规定的教学重点,选择了工作岗位接触的“充电器、直流稳压电源、逻辑测试笔、报警器、智力抢答器、数字测频仪、数字电压表”等13个典型电子电路设计学习情境。将岗位工作任务所需的“知识、技能”融入其中。针对不同的教学环节采用恰当的教学方法与手段,并将企业现场的一些实际做法,融入到实际教学实施过程中。
  
  3、教法设计,突破了课程标准的“难点”
  根据我国职业教育改革专家姜大源教授的教学理论,我们为每一个项目任务的学习过程设计了六个步骤:
  ①任务资讯:对本任务相关理论知识进行学习;
  ②任务决策:对项目载体——产品电路工作原理进行分析,
  ③任务计划:设计安装布线图、对元器件进行选型与检测;
  ④任务实施:对元器件焊接装配、通电运行调试及故障诊断与排除;
  ⑤任务检查:对任务完成情况进行检查与考核;
  ⑥任务评价:对任务完成的过程进行总结评价,提出更好的方案,即总结提高,使之做得更好。
  这六个步骤中的难点是任务实施中的“故障诊断与排除”环节。因为根据故障现象要诊断出故障部位,首先必须对电路的工作原理、元器件的功能概念很清楚,其次是对装配电路的结构很清楚。加上产品是学员自己设计的安装电路图、自己筛选的元器件和自己焊接装配的,出现故障的随机因素太多了,因此说这一环节是整个学习过程最难的。我们设计教法时,每个项目任务教要安排一次“根据故障现象诊断故障部位并排除故障”的教学活动,活动过程请有经验的现场专家现场讲解故障排除经验,由动手能力强的学生谈排除故障的过程和收获体会,由教师结合故障现象分析故障产生的原因,最后由学生填写“故障检修记录表”,积累经验,作为教学资料保存。
  
  四、课程资源、教学方法与手段
  
  1、课程资源
  优质的课程资源是搞好课程教学的保证。根据基于工作过程系统化课程改革的需要,我们与中国兵器集团江南机器(集团)有限公司科技部专家一起编写一套基于工作过程的特色教材《电子产品的制作与检修》。同时,编写了与之配套的《电子产品的制作与检修学习指南》、《电子产品的制作与检修习题集》。还为本课程的教学配备了专用实训室、示波器、信号发生器、稳压电源、晶体管特性图示仪、数字频率计、投影仪及用于资料检索的计算机等硬件资源。
  
  2、教学方法与手段
  先进的教学手段和合理的教学方法能有效地激发学生的学习兴趣和学习积极性,在教学过程中我们采用了如下一些教学手段和教学方法。
  (1)多媒体教学的应用
  我们在教学中均使用了多媒体技术辅助教学。在多媒体制作上,进行了精心的设计、制作。多媒体课件紧扣教学目标,贴近学生、贴近实际,突出了教学的重点、难点,表达方式多样,包含了大量音频、视频资料,多媒体教学使一些较为抽象的概念形象化、简单化,让学生更容易理解和接受。
  (2)软件仿真技术的应用
  教高[2006]16号文件指出:“要充分利用现代信息技术,开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验”。软件仿真是借助先进的计算机技术,用计算机软件来模拟电路的实际工作情况,我们在教学过程中,采用了“Muhisim”、和“EWB”等电路仿真软件。通过对电路仿真运行,用虚拟仪器测试电路运行参数,从而确定较为合理的电路参数,同时帮助学生更好的理解和消化电路的工作原理。
  (3)任务驱动法
  我们将学生按4人一小组,将全班分成若干个学习小组,学习时教师下达工作任务书,任务书中对该任务进行一定的描述并提出要求,学生则以教师下达的任务书为共同的活动中心分组学习讨论,在强烈的问题动机驱动下,通过对学习资源的积极主动应用,进行自主探索和互动协作的学习,完成既定任务。在这个过程中,学生还会不断地获得成就感,可以更大地激发他们的求知欲望,从而培养出独立探索、勇于开拓进取的自学能力。
  (4)团队合作法
  学生完成学习任务是以小组分析、讨论、协作的形式进行,学生通过分析讨论明确自己的任务后进行实施,在实施的过程中与其他组员协作。这样的方式可以提高学生的创造性思维,增加学生间的沟通与交流,并且让学生摆脱对老师的依赖性,变被动学习为主动学习,从而激发学生的学习兴趣,提高了学习主动性。在学习过程中每个学习小组作为一个小团队,每个团队针对相同的任务协作完成,学生各尽所能互相帮助协作完成下达的任务,在整个过程中学生既是管理者又是具体任务的实施者,从而完成从“学会”到“会学”的转变。
  (5)案例分析法
  案例分析法在学生已经具备一定的工艺分析能力和加工经验时,由经验丰富的专家或有多年企业工作经验的专职教师对产品某个技术难点提出问题,并解释案例的相关背景及内容,然后由学生以组为单位展开讨论,讨论结束各组派代表阐述本组成果,其他组对该组成果进行质疑提问,各组分别阐述完成后由教师进行分析总结,并给出解决方案供各组参考。
  (6)角色扮演法
  在学习过程中学生在完成自己的那一部分任务外还要根据自身的角色承担一部分工作。例如技术员需要负责学习任务中的制作工艺部分,还需填写工艺卡片;检验员需要对组员的制作结果进行检测;而仪器、工具保管员需要对本组的工具进行管理等。角色定期轮换,这样学生在学习过程中不但掌握了焊接、仪器仪表使用等方面的知识还在不知不觉中了解了企业中的一些相关知识,并且这样的教学方法是以学生为主体,更大限度的发挥了学生的聪明才智挖掘了学生的潜力。
  
  五、教学效果与存在的问题
  
  我们采用上术方法建设课程和实施教学,教学效果明显优于传统的课程体系和教学方法,具体表现在:
  
  1、学生的学习积极性充分调动起来了。学生反应:“采用‘教、学、做’一体化的教学模式进行教学,我们学得懂、记得牢、理解透、体会深。”由于学生喜欢采用这种教学模式上课,因而到课率高,据课堂考勤统计,学期到课率高达99%以上。
  
  2、学生已掌握了本课程的基本理论、电路基本的分析方法、相应的制作、调试和故障排除技能。已能比较熟练地使用常用电子仪器仪表筛选常用电子元器件和检测电路参数。
  
  3、学生的综合能力得到了明显的提高。在每学期举行的课外电子小制作比赛中,大部分同学能够积极参入。他们通过上网查询和购买书籍资料获取制作课题,通过阅读教材、查阅课外参考资料、分组学习讨论、咨询任课教师和企业专家等方法获取制作课题工作原理,自己购买元器件,利用业余时间制作并调试成功了很多的小型电子产品。在2009年下学期的一次课外制作比赛中,一个班就制作成功了小型电子作品30多件。在这些作品中,有的作品稍加包装就是一个适用的电子产品。这些作品展出后获得了院领导、企业专家和全院师生的好评。
  由于进行这样的课程开发与建设还没有成熟的经验,在一些方面还有待改进和加强,如实训场地和实训设备不足,教学资源库还要进一步充实,教学经验还有待进一步的积累等。
  
  参考文献:
  [1]《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》教高[2006]16号文件.
  [2]姜大源.职业教育学研究新论.北京:教育科学出版社,2007年1月.
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